CN111580350B - 晶圆迭加异常补偿方法及晶圆迭加异常信息量测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶圆迭加异常补偿方法，涉及半导体集成电路制造技术，通过设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1，并设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，增大晶圆边缘范围内迭加异常的信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映晶圆边缘的迭加异常信息，而使晶圆边缘迭加补偿效果较好，进而提高产品良率。

Description

晶圆迭加异常补偿方法及晶圆迭加异常信息量测方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种晶圆迭加异常补偿方法。
背景技术
在半导体集成电路制造过程中，光刻区常被检出迭加异常，进而造成产品良率下降。另，迭加异常绝大部分出现在晶圆周围一圈，也即晶边，且不管在工艺上或曝光机台上，很多会造成晶边周围迭加异常。具体的，请参阅图1，图1为PDF晶圆迭加异常示意图，如图1所示，迭加异常绝大部分出现在晶圆周围一圈。另，请再参阅图2，图2为晶圆迭加异常向量示意图，如图2所示，靠近晶圆中心部分的曝光单元103内的迭加异常向量较小，而晶圆周围一圈的迭加异常向量比较大，具体的，如位于晶圆边缘的曝光单元(shot)101和曝光单元102内的迭加异常向量较大，易超过迭加异常阈值，而导致产品良率下降。且晶边迭加能力是非常难补偿的，因此其严重影响产品良率。
发明内容
本发明提供的晶圆迭加异常补偿方法，包括：S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息；S4：根据步骤S3获得的晶圆迭加异常信息得到迭加异常补偿值；以及S5：根据步骤S4获得的迭加异常补偿值对晶圆进行迭加补偿。
更进一步的，步骤S1中设置的用于迭加异常量测的曝光单元数量为30个。
更进一步的，位于晶圆边缘范围内的曝光单元为所述曝光单元向晶圆边缘侧再移动一个曝光单元就使该曝光单元至少部分位于晶圆面外。
更进一步的，每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量为9。
更进一步的，为保证步骤S2中的每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，将曝光单元范围内的位于晶圆面外的量测点移至晶圆面内。
更进一步的，将位于晶圆边缘线外的量测点移在可量测范围内，并移动后的量测点趋近于晶圆边缘线。
更进一步的，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线处。
本发明还提供一种晶圆迭加异常信息量测方法，包括：S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；以及S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息。
更进一步的，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线处，以使位于晶圆边缘线外的量测点移在可量测范围内。
本发明还提供一种晶圆迭加异常信息量测方法，包括：S1：获得晶圆面内迭加异常数据；S2：根据圆面内迭加异常数据得到晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域；以及S3：设置进行迭加异常量测的曝光单元，使位于晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域内的曝光单元的数量与晶圆面内除迭加异常集中且异常向量较大的区域之外的曝光单元的数量比为5:1。
本发明提供的晶圆迭加异常补偿方法，通过设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1，并设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，增大晶圆边缘范围内迭加异常的信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映晶圆边缘的迭加异常信息，而使晶圆边缘迭加补偿效果较好，进而提高产品良率。
附图说明
图1为PDF晶圆迭加异常示意图。
图2为晶圆迭加异常向量示意图。
图3为现有技术的晶圆迭加异常信息量测示意图。
图4为本发明一实施例的晶圆迭加异常信息量测示意图。
图5a为位于晶圆面内的曝光单元的量测点布局示意图。
图5b为位于晶圆边缘的曝光单元的量测点布局示意图。
图6a为以图4所示的晶圆迭加异常信息量测示意图获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆面内的补偿效果示意图。
图6b为以图4所示的晶圆迭加异常信息量测示意图获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆边缘的补偿效果示意图。
图7a为分别以晶圆面内所有曝光单元、30个曝光单元和13个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆面内的补偿效果示意图。
图7b为分别以晶圆面内所有曝光单元、30个曝光单元和13个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆边缘的补偿效果示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
401、402、403、曝光单元；110、晶圆边缘线。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，所有的迭加异常补值方法均是量测晶圆面内13个曝光单元(shot)内的迭加信息，每个曝光单元内量测9个点，然后根据量测的13个曝光单元内的迭加异常信息进行补值。具体的，请参阅图3，图3为现有技术的晶圆迭加异常信息量测示意图，如图3，曝光单元D和曝光单元U为选取的13个曝光单元，图3并显示了13个曝光单元的分布，13个曝光单元在晶圆面内成均匀分布。然而根据图3获得的迭加异常信息进行迭加异常补偿后，进行整片晶圆量测的话，可明显看到晶圆周边异常向量仍然较大，且异常主要集中在晶圆周边，因此目前量测晶圆面内13个曝光单元内的迭加异常信息进行补偿的方式仍不能对晶圆周边的迭加异常有效补偿。
本发明一实施例中，在于提供一种晶圆迭加异常补偿方法，该晶圆迭加异常补偿方法包括：S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息；S4：根据步骤S3获得的晶圆迭加异常信息得到迭加异常补偿值；以及S5：根据步骤S4获得的迭加异常补偿值对晶圆进行迭加补偿。
具体的，请参阅图4，图4为本发明一实施例的晶圆迭加异常信息量测示意图，如图4所示，曝光单元D、曝光单元U和曝光单元E为设置的用于迭加异常量测的曝光单元，且所有的曝光单元E和部分曝光单元D和U为位于晶圆边缘范围内的曝光单元，只有少量的曝光单元D和U位于晶圆的靠近圆心的部分，如此增大晶圆边缘范围内迭加异常的信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映晶圆边缘的迭加异常信息。
具体的，在一实施例中，步骤S1中设置的用于迭加异常量测的曝光单元数量为30个，如此晶圆边缘范围内的曝光单元为25个，而晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量(也即晶圆的靠近圆心的部分的曝光单元)为5个，也即用于迭加异常量测的曝光单元中位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1。如对于半径为147nm的晶圆，位于135nm至147nm范围内的晶圆边缘内的曝光单元的数量与位于0nm至135nm范围内的曝光单元的数量比为5:1。当然上述的比例5:1可有一定的偏差。在一实施例中，所述偏差为5％；较优的，所述偏差为10％以内；更优的，所述偏差为15％以内。
具体的，在一实施例中，位于晶圆边缘范围内的曝光单元为所述曝光单元向晶圆边缘侧再移动一个曝光单元就使该曝光单元至少部分位于晶圆面外。如曝光单元401，若其向左侧的晶圆边缘侧再移动一个曝光单元则其部分就会位于晶圆边缘线110外。
具体的，在一实施例中，每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量为9。
具体的，在一实施例中，为保证步骤S2中的每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，将曝光单元范围内的位于晶圆面外的量测点移至晶圆面内。具体的，请参阅图4、图5a和图5b，图5a为位于晶圆面内的曝光单元的量测点布局示意图，图5b为位于晶圆边缘的曝光单元的量测点布局示意图。图4中的晶圆面内的曝光单元403内的量测点布局为如图5a所示，其所有量测点均在晶圆面内；图4中的晶圆边缘的曝光单元402内的量测点布局为如图5b所示的，采用如图5a所示同样的布局，则量测点501位于晶圆边缘线110外，也即新增的曝光单元中会有不完整的曝光单元，在不完整的曝光单元中会出现量测点位置超出量测范围的情况，为保证准确量测位于晶圆边缘的曝光单元的迭加异常信息，需保证位于边缘的曝光单元内的量测点的数量与位于晶圆圆心部分的曝光单元的量测点的数量相等，也即保证位于边缘的曝光单元不失量测点，需把位于晶圆边缘线110外的量测点501移到可量测范围内，例如移动后的量测点为502，如此可保证晶边迭加信息。在一实施例中，将位于晶圆边缘线110外的量测点501移在可量测范围内，并移动后的量测点趋近于晶圆边缘线110，也即尽可能的把晶边量测点推向极致。如此可更优的获得晶圆边缘的迭加异常信息。在一实施例中，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线110外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线110处。
在一实施例中，步骤S4中通过平均值计算获得晶圆迭加异常信息，进而得到迭加异常补偿值。步骤S5可采用任何的迭加补偿方式而根据得到的迭加异常补偿值对晶圆进行迭加补偿。
具体的，请参阅图6a和图6b，其中图6a为以图4所示的晶圆迭加异常信息量测示意图获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆面内的补偿效果示意图，图6b为以图4所示的晶圆迭加异常信息量测示意图获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆边缘的补偿效果示意图，如图6a所示，晶圆中心迭加异常最大改善量为1.19nm，晶圆边缘迭加异常最大改善量为3.75nm。尽管晶圆中心部分的迭加补偿能力较晶圆边缘部分的迭加补偿能力差，但晶圆中心部分的迭加补偿后扔均在迭加异常阈值范围内，并同时使晶圆边缘的迭加异常补偿能力大大提升，因此提高了晶圆面内的整体迭加异常补偿能力。
在本发明中选择30个曝光单元进行迭加异常量测，当然也可选择更多的曝光单元进行量测，但同时会增加工作量，如图7a和图7b，图7a为分别以晶圆面内所有曝光单元、30个曝光单元和13个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆面内的补偿效果示意图，图7b为分别以晶圆面内所有曝光单元、30个曝光单元和13个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的晶圆边缘的补偿效果示意图。如图7a和7b所示，采用现有技术的13个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的补偿效果最差，产品良率较低，采用100个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的效果和采用本发明的30个曝光单元获得的晶圆迭加异常信息对晶圆进行迭加补偿的效果基本一致，但获得30个曝光单元的迭加异常信息比获得100个曝光单元的迭加异常信息的工作量要小的多，因此选择30个曝光单元来获得的晶圆迭加异常信息。
本发明一实施例中，还在于提供一种晶圆迭加异常信息量测方法，该晶圆迭加异常信息量测方法包括：S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；以及S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息。
具体的，请参阅图4，图4为本发明一实施例的晶圆迭加异常信息量测示意图，如图4所示，曝光单元D、曝光单元U和曝光单元E为设置的用于迭加异常量测的曝光单元，且所有的曝光单元E和部分曝光单元D和U为位于晶圆边缘范围内的曝光单元，只有少量的曝光单元D和U位于晶圆的靠近圆心的部分，如此增大晶圆边缘范围内迭加异常的信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映晶圆边缘的迭加异常信息。
当然上述的比例5:1可有一定的偏差。在一实施例中，所述偏差为5％；较优的，所述偏差为10％以内；更优的，所述偏差为15％以内。
具体的，在一实施例中，步骤S1中设置的用于迭加异常量测的曝光单元数量为30个，如此晶圆边缘范围内的曝光单元为25个，而晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量(也即晶圆的靠近圆心的部分的曝光单元)为5个，也即用于迭加异常量测的曝光单元中位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1。如对于半径为147nm的晶圆，位于135nm至147nm范围内的晶圆边缘内的曝光单元的数量与位于0nm至135nm范围内的曝光单元的数量比为5:1。
具体的，在一实施例中，位于晶圆边缘范围内的曝光单元为所述曝光单元向晶圆边缘侧再移动一个曝光单元就使该曝光单元至少部分位于晶圆面外。如曝光单元401，若其向左侧再移动一个曝光单元则其部分就会位于晶圆边缘线110外。
具体的，在一实施例中，每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量为9。
具体的，在一实施例中，为保证步骤S2中的每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，将曝光单元范围内的位于晶圆面外的量测点移至晶圆面内。具体的，请参阅图4、图5a和图5b，图5a为位于晶圆面内的曝光单元的量测点布局示意图，图5b为位于晶圆边缘的曝光单元的量测点布局示意图。图4中的晶圆面内的曝光单元403内的量测点布局为如图5a所示，其所有量测点均在晶圆面内；图4中的晶圆边缘的曝光单元402内的量测点布局为如图5b所示的，采用如图5a所示同样的布局，则量测点501位于晶圆边缘线110外，也即新增的曝光单元中会有不完整的曝光单元，在不完整的曝光单元中会出现量测点位置超出量测范围的情况，为保证准确量测位于晶圆边缘的曝光单元的迭加异常信息，需保证位于边缘的曝光单元内的量测点的数量与位于晶圆中心部分的曝光单元的量测点的数量相等，也即保证位于边缘的曝光单元不失量测点，需把位于晶圆边缘线110外的量测点501移到可量测范围内，例如移动后的量测点为502，如此可保证晶边迭加信息。在一实施例中，将位于晶圆边缘线110外的量测点501移在可量测范围内，并移动后的量测点趋近于晶圆边缘线110，也即尽可能的把晶边量测点推向极致。如此可更优的获得晶圆边缘的迭加异常信息。在一实施例中，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线110外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线110处。
本发明一实施例中，还在于提供一种晶圆迭加异常信息量测方法，该晶圆迭加异常信息量测方法包括：S1：获得晶圆面内迭加异常数据；S2：根据圆面内迭加异常数据得到晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域；以及S3：设置进行迭加异常量测的曝光单元，使位于晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域内的曝光单元的数量与晶圆面内除迭加异常集中且异常向量较大的区域之外的曝光单元的数量比为5:1。
如图2所示，靠近晶圆圆心部分的曝光单元103内的迭加异常向量较小，而晶圆周围一圈的迭加异常向量比较大，具体的，如位于晶圆边缘的曝光单元(shot)101和曝光单元102内的迭加异常向量较大，因此晶圆边缘为晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域，则如图4所示设置位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1，以增加晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域的迭加异常信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映异常集中且异常向量较大的区域的迭加异常信息。
具体的，在一实施例中，每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量为9。
综上所述，通过设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1，并设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，增大晶圆边缘范围内迭加异常的信息量比例，而使得到的晶圆迭加异常信息更能反映晶圆边缘的迭加异常信息，而使晶圆边缘迭加补偿效果较好，进而提高产品良率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，包括：
S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；
S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；
S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息；
S4：根据步骤S3获得的晶圆迭加异常信息得到迭加异常补偿值；以及
S5：根据步骤S4获得的迭加异常补偿值对晶圆进行迭加补偿。
2.根据权利要求1所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，步骤S1中设置的用于迭加异常量测的曝光单元数量为30个。
3.根据权利要求1所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，位于晶圆边缘范围内的曝光单元为所述曝光单元向晶圆边缘侧再移动一个曝光单元就使该曝光单元至少部分位于晶圆面外。
4.根据权利要求1所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量为9。
5.根据权利要求1所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，为保证步骤S2中的每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等，将曝光单元范围内的位于晶圆面外的量测点移至晶圆面内。
6.根据权利要求5所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，将位于晶圆边缘线外的量测点移在可量测范围内，并移动后的量测点趋近于晶圆边缘线。
7.根据权利要求6所述的晶圆迭加异常补偿方法，其特征在于，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线处。
8.一种晶圆迭加异常信息量测方法，其特征在于，包括：
S1：设置用于迭加异常量测的曝光单元，其中用于迭加异常量测的曝光单元中的位于晶圆边缘范围内的曝光单元的数量与晶圆面内除晶圆边缘范围之外的曝光单元的数量比为5:1；
S2：设置每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点，并保证每个用于迭加异常量测的曝光单元内的量测点的数量相等；以及
S3：获得用于迭加异常量测的曝光单元中的每个曝光单元内的量测点的迭加异常信息，进而获得晶圆迭加异常信息。
9.根据权利要求8所述的晶圆迭加异常信息量测方法，其特征在于，通过在量测点光罩版图设计时将位于晶圆边缘线外的量测点的版图设置在趋近于晶圆边缘线处，以使位于晶圆边缘线外的量测点移在可量测范围内。
10.一种晶圆迭加异常信息量测方法，其特征在于，包括：
S1：获得晶圆面内迭加异常数据；
S2：根据圆面内迭加异常数据得到晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域；以及
S3：设置进行迭加异常量测的曝光单元，使位于晶圆面内迭加异常集中且异常向量较大的区域内的曝光单元的数量与晶圆面内除迭加异常集中且异常向量较大的区域之外的曝光单元的数量比为5:1。
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